一種利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及釬焊硬質合金與鋼的方法。
【背景技術】
[0002]硬質合金具有硬度高、耐磨損、耐腐蝕、線膨脹系數小等特點，但由于其韌性較差，脆性較高，不能對其進行普通機械加工，因此需將硬質合金鑲嵌在鋼基體上使用解決硬質合金成本高、形狀簡單、尺寸有限、韌性差等不足。由于硬質合金的熱膨脹系數較小，一般為鋼的1/2?1/3，硬質合金和鋼材焊后由于不能同步收縮，會在焊縫區形成很高的殘余應力，導致硬質合金開裂。
[0003]在緩解硬質合金和鋼接頭殘余應力的諸多方法中，填加中間過渡層是最為有效的方法之一。采用單層中間層(多采用彈性模量較低的軟質金屬)時，由于“軟金屬”的熔點均較低，會使接頭的工作溫度受到很大限制；復合中間層由于緩沖層增多使施焊工藝復雜、成本增加，并且使緩沖層變厚，而且接頭中的連接面增加也使其薄弱環節增加。另外，采用易變形中間層時，接頭的耐熱性能和強度都受到一定影響；梯度中間層制造工藝復雜，使得成本增加。故而亟需研究出一種簡單而高效的中間層。
【發明內容】
[0004]本發明要解決現有硬質合金與鋼連接時接頭殘余應力大、易使硬質合金產生裂紋的問題，而提供一種利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法。
[0005]—種利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0006]—、將硬質合金、鋼、釬料箔片和泡沫金屬中間層箔片分別用砂紙打磨，然后依次用丙酮超聲清洗lOmin?20min，自然風干，得到預處理后的硬質合金、預處理后的鋼、預處理后的釬料箔片和預處理后的泡沫金屬中間層箔片；
[0007]所述的泡沫金屬中間層箔片為厚度為20 μ m?200 μ m的泡沫鎳或厚度為20 μ m?200 μ m泡沫銅；
[0008]二、按照從上至下依次為預處理后的硬質合金、預處理后的泡沫金屬中間層箔片、預處理后的釬料箔片、預處理后的泡沫金屬中間層箔片和預處理后的鋼的順序裝配，得到待焊工件，并在待焊工件的硬質合金表面上施加0.03MPa?0.1MPa的壓力，得到裝配后的待焊工件；
[0009]三、將裝配后的待焊工件置于真空釬焊爐中，對真空釬焊爐抽真空，然后將以升溫速度為5°C /min?15°C /min將真空釬焊爐溫度升溫至1000°C?1100°C，并在溫度為1000°C?1100°C的條件下保溫5min?30min，最后冷卻至室溫，即完成利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法。
[0010]本發明的有益效果是:
[0011]金屬泡沫是一種新型材料，由金屬骨架及孔洞所組成，其獨特的網狀、無方向性多孔結構使其在應力一應變曲線上有很長的塑性應變平臺，具有顯著的能力吸收特性和抗沖擊性能。本發明主要通過引入泡沫金屬做中間層，通過中間層的添加促進接頭中層狀固溶體組織的形成，并抑制接頭處脆性化合物的生成，利于釋放接頭中產生的殘余應力和提高接頭的強度。綜上本發明具有以下優點:
[0012]1、通過泡沫中間層的添加促進接頭中層狀固溶體組織的形成，并抑制接頭處脆性化合物的生成，利于釋放接頭中產生的殘余應力，使得接頭強度得以提高，經測試，在添加不同厚度的泡沫銅金屬中間層后，YG6C及16Mn接頭三點強度平均值為258MPa ;
[0013]2、本發明通過添加泡沫金屬中間層，有效解決了硬質合金與鋼連接時殘余應力大的問題，推廣了硬質合金的應用。
[0014]3本發明簡單、高效，且成本較低，利于工業化生產。
[0015]本發明用于一種利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的釬焊示意圖，1為預處理后的硬質合金，2為預處理后的泡沫金屬中間層箔片，3為預處理后的釬料箔片，4為預處理后的鋼。
【具體實施方式】
[0017]本發明技術方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0018]【具體實施方式】一:結合圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0019]—、將硬質合金、鋼、釬料箔片和泡沫金屬中間層箔片分別用砂紙打磨，然后依次用丙酮超聲清洗lOmin?20min，自然風干，得到預處理后的硬質合金、預處理后的鋼、預處理后的釬料箔片和預處理后的泡沫金屬中間層箔片；
[0020]所述的泡沫金屬中間層箔片為厚度為20 μ m?200 μ m的泡沫鎳或厚度為20 μ m?200 μ m泡沫銅；
[0021]二、按照從上至下依次為預處理后的硬質合金、預處理后的泡沫金屬中間層箔片、預處理后的釬料箔片、預處理后的泡沫金屬中間層箔片和預處理后的鋼的順序裝配，得到待焊工件，并在待焊工件的硬質合金表面上施加0.03MPa?0.1MPa的壓力，得到裝配后的待焊工件；
[0022]三、將裝配后的待焊工件置于真空釬焊爐中，對真空釬焊爐抽真空，然后將以升溫速度為5°C /min?15°C /min將真空釬焊爐溫度升溫至1000°C?1100°C，并在溫度為1000°C?1100°C的條件下保溫5min?30min，最后冷卻至室溫，即完成利用泡沫金屬中間層釬焊硬質合金與鋼的方法。
[0023]本實施方式的有益效果是:
[0024]1、通過泡沫中間層的添加促進接頭中層狀固溶體組織的形成，并抑制接頭處脆性化合物的生成，利于釋放接頭中產生的殘余應力，使得接頭強度得以提高，經測試，在添加不同厚度的泡沫銅金屬中間層后，YG6C及16Mn接頭三點強度平均值為258MPa ;
[0025]2、本發明通過添加泡沫金屬中間層，有效解決了硬質合金與鋼連接時殘余應力大的問題，推廣了硬質合金的應用。
[0026]3本發明簡單、高效，且成本較低，利于工業化生產。
[0027]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中所述的硬質合金為YG8或YG6C。其它與【具體實施方式】一相同。
[0028]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同的是:步驟一中所述的鋼為40Cr或16Mn。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0029]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟一中所述的釬料箔片為CuS5M01(]C0釬料箔片或CuS(]Mn15Ni釬料箔片。其它與【具體實施方式】一至三相同。
[0030]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的泡沫金屬中間層箔片為厚度為50 μπι泡沫銅。其它與【具體實施方式】一至四相同。
[0031]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟一中所述的泡沫金屬中間層箔片為厚度為100 μπι泡沫銅。其它與【具體實施方式】一至五相同。
[0032]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟一中所述的泡沫金屬中間層箔片為厚度為200 μ m泡沫銅。其它與【具體實施方式】一至六相同。
[0033]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:步驟三中然后將以升溫速度為5°C /min?15°C /min將真空釬焊爐溫度升溫至1000°C?1050°C，并在溫度為1000°C?1050°C的條件下保溫5min?30min。其它與【具體實施方式】一至七相同。
[0034]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同的是:步驟三中然后將以升溫速度為5°C /